JP3975544B2 - オートフォーカスレンズ鏡筒 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等に装着されるオートフォーカスレンズ鏡筒に係り、詳しくは、オートフォーカシング時における合焦光学系のオーバランを防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
カメラには、単焦点レンズやズームレンズを始めとして、広角レンズや望遠レンズ等、種々の形式のレンズ鏡筒が装着される。レンズ鏡筒は、一枚あるいは複数枚の光学レンズからなるレンズ群を複数有しており、各レンズ群間の相対距離を適宜変動させることによりフォーカシングが行われる。そして近年では、比較的低価格帯のカメラにおいても、撮影者が鏡筒外周面のマニュアルフォーカス環を回動させてフォーカシングを行うマニュアルフォーカスモードに加え、フォーカシングをカメラ自体が行うオートフォーカスモードを備えたものが主流となっている。この種のカメラでは、カメラ本体にマイクロコンピュータやCCDセンサ等からなる合焦制御装置が内蔵されており、被写体までの距離に応じてレンズ鏡筒内あるいはカメラ内に組み込まれた電気モータが回転駆動され、その回転力がレンズ鏡筒内のレンズ群駆動機構に伝達される。
【0003】
レンズ群駆動機構には種々の形式のものが公知であるが、レンズ鏡筒内に電気モータが組み込まれたものにおいては、図5の展開図に示したように、合焦レンズ群(図示せず)を保持するレンズ群保持環1と、レンズ群保持環1を回転駆動するフォーカス回転レバー3等から構成されたものが用いられることが多い。レンズ群保持環1は、レンズ鏡筒本体(固定筒)5に植設されたガイドピン7が係合するスパイラル状のカム溝9を有すると共に、固定筒5に対しては回動かつ前後動自在に自在に支持されている。また、フォーカス回転レバー3は、図示しない電気モータの回転子と一体に回転すると共に、その一端がレンズ群保持環1に形成された直進溝11に係合している。これにより、電気モータが正転あるいは逆転すると、レンズ群保持環1(すなわち、合焦レンズ群)は、フォーカス回転レバー3により回転駆動され、カム溝9のリードに沿って螺進(前進あるいは後退)する。図5中の符号13は、固定筒5に形成された円弧溝であり、フォーカス回転レバー3の回動範囲を規制している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述したオートフォーカスレンズ鏡筒には、レンズ群保持環1のオーバランに起因して、レンズ鏡筒の全長が大きくなったり、光学性能の悪化がもたらされる等の問題があった。
通常、レンズ群保持環1は、フォーカシングに必要な進退量が得られるように回転駆動されるが、合焦レンズ群の重量が比較的大きいこともあり、回転入力が無くなった後にも慣性で回動し、カム溝9のリードに沿って正規の位置から前方または後方に光軸に沿ってオーバランする。この際、合焦制御装置は、レンズ群保持環1(合焦レンズ群)のオーバランを検出すると、電気モータを逆転させてこれを正規の位置に復帰させる。一方、カム溝9は、ガイドピン7との衝突による破損を避けるべく、図5,図6に示したように合焦範囲F(フォーカシングに要求される範囲)の前後に所定のマージンM,M’をもって形成されている。そのため、レンズ群保持環1が最前進位置近傍あるいは最後退位置近傍に駆動される場合には、レンズ群保持環1が一時的に合焦領域から光軸に沿ってオーバランする。例えば、図6には、レンズ群保持環1が、二点差線で示した最後退位置に対して、合焦領域から後方にオーバラン量ORをもってオーバランした状態を実線で示してある。
【0005】
従来、合焦レンズ群の合焦領域からのオーバランが避けられないことから、オートフォーカスレンズ鏡筒の設計にあたっては、フォーカシング時におけるレンズ表面の破損や衝突騒音の発生等を防止するように、合焦レンズ群と他のレンズ群との間に光学的要求値以上のクリアランスを設ける必要があった。これにより、レンズ鏡筒の全長が必然的に大きくなり、重量が増大することも相俟ってハンドリング性が低下する他、成形金型の大型化等によって製作コストも上昇する問題があった。また、内焦ズームレンズ等では、焦点距離や至近距離等の光学的スペックや光学性能を向上させるため、合焦レンズ群と前後のレンズ群との間の間隔をできる限り小さくすることが望ましいが、このような光学的要求を満たすこともできなかった。尚、レンズ群保持環1のオーバランを少なくするには、フォーカス回転レバー3による駆動速度を低下させる方法や、レンズ群保持環1の慣性質量を減少させる方法が考えられる。ところが、前者には、フォーカシングが完了するまでに時間が掛かることになり、シャッターチャンスを逃す等の不具合があり、後者には、合焦レンズ群の外径を小さくする等の必要が生じ、光学的スペックが低下する問題がある。
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、オートフォーカシング時における合焦光学系のオーバランを防止したオートフォーカスレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明では、マウントに対して固定される固定筒と、合焦光学系を保持する合焦光学系保持部材と、回転駆動装置からの回転入力に応じて前記固定筒に対し前記合焦光学系保持部材を光軸に沿って移動させるカムとを備えたオートフォーカスレンズ鏡筒であって、
前記回転駆動装置からの回転入力に応じて前記合焦光学系保持部材を前記光軸周りに回転する回転レバーと、
前記固定筒に対して設けられるとともに、前記回転レバーの回動範囲を規制する溝部とを有し、
前記カムは、前記合焦光学系保持部材を合焦領域で駆動するフォーカスカム部と、該フォーカスカム部に連続して形成されたオーバランカム部とからなり、
前記オーバランカム部は、前記回転駆動装置からの同一量の回転入力に対して、前記オーバランカム部による前記合焦光学系保持部材の被駆動量が前記フォーカスカム部による前記合焦光学系保持部材の被駆動量より小さく形成されるとともに、前記回転レバーが前記溝部によって規制された場合に、前記合焦光学系保持部材が前記オーバランカム部の係止端に当接することなく停止するよう形成されていることを特徴とするものを提案する
【0007】
この発明では、例えば、レンズ群保持環が回転慣性によって余分に回動しても、カム溝のオーバランカム部による進退量がフォーカスカム部による進退量より小さいため、レンズ群保持環が合焦領域からオーバランし難くなる。
【0009】
この発明では、例えば、オーバランカム部によるレンズ群保持環の進退量をごく小さくすれば、電気モータの電力消費を節減しながらレンズ群保持環の合焦領域からの逸脱を無視できる範囲に抑えられると共に、衝突によるガイドピンやカム溝の破損が生じなくなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るオートフォーカスレンズ鏡筒の半裁縦断面図である。
図1において、符号5で示された部材はカメラ(図示せず)に装着される円筒形状の固定筒であり、複数のバヨネットラグ21を有するマウント環23が後端部に固着された後部固定筒25と、鏡筒外殻を形成する外部固定筒27と、第1レンズ群29を保持する中間部固定筒31と、第3〜第5レンズ群33〜35を保持する内部固定筒37とからなっている。固定筒5は、ねじ等により締結・一体化された複数個の部材から構成されているが、本実施形態では説明の便宜上単一の部材として扱う。尚、図中の符号Lはレンズ鏡筒の光軸を示している。
【0011】
合焦レンズ群である第2レンズ群39を保持するレンズ群保持環1は、中間部固定筒31と内部固定筒37との間に回動かつ前後動自在に保持されている。レンズ群保持環1には、前部にフォーカス回転レバー3が係合する直進溝11が刻設される一方、後部には内部固定筒37に植設されたガイドピン7が係合するカム溝9が形成されている。本実施形態のカム溝9は、図2に示したように、合焦範囲Fを構成するフォーカスカム部41と、合焦範囲F前後のマージンM,M’を構成するオーバランカム部43,45とからなっている。そして、フォーカスカム部41が一定のリードを有する一方で、フォーカスカム部41に連続するオーバランカム部43,45のリードは0となっている。
【0012】
中間部固定筒31には、その外周面に電気モータ51が装着されている。電気モータ51は、中間部固定筒31の外周面に回動自在に外嵌したホルダ53、ホルダ53に一体化されたステータ55、ステータ55とベアリング57との間に回動自在に保持されたロータ59等からなっており、ロータ59の後部には上述したフォーカス回転レバー3がピン61を介して固着されている。図中、13は中間部固定筒31に形成された円弧溝であり、フォーカス回転レバー3の回動範囲を規制している。
【0013】
中間部固定筒31の後部外周面には、レンズ鏡筒側のCPU(中央処理装置)71やロータリエンコーダ73等がその表面に形成されたFPC(フレキシブルプリント基板)75が貼着されている。ロータリエンコーダ73には、フォーカス回転レバー3に一体化されたブラシ77が摺設しており、フォーカス回転レバー3(すなわち、レンズ群保持環1)の回動位置が検出される。また、FPC75の前端は、電気モータ51のホルダ53の前部に延設されて導電ブラシ79を形成しており、この導電ブラシ79がホルダ53の前面に形成された導電基板81に摺設している。更に、FPC75の後端は、マウント23の後部に延設されて電気接点83を形成しており、この電気接点83が図示しないカメラ側の電気接点と接触して電流の供給を受ける。
【0014】
外部固定筒27には、その前部にマニュアルフォーカス環91が回動自在に保持されている。マニュアルフォーカス環91の後部内周面には、電気モータ51のホルダ53に係合する連結キー93が形成されており、マニュアルフォーカス環91と電気モータ51とが一体に回動する。
【0015】
以下、本実施形態の作用を述べる。
被写体に対してマニュアルフォーカシングを行う場合、撮影者は、ファインダを介して被写体を覗きながら、マニュアルフォーカス環91を正逆いずれかの方向に回動させる。すると、マニュアルフォーカス環91と一体の電気モータ51も回動し、その回転が、電動モータ51のロータ59に固着されたフォーカス回転レバー3を介して、レンズ群保持環1に伝達される。レンズ群保持環1が回動すると、図2に示したように、カム溝9にガイドピン7が係合していることにより、レンズ群保持環1が固定筒5に対して前後に螺進し、マニュアルフォーカシングが行われる。尚、マニュアルフォーカシングは、合焦範囲F内で実現されるため、ガイドピン7がフォーカスカム部41から逸脱することはない。
【0016】
また、オートフォーカシング時には、カメラ内の合焦制御装置からの電流がFPC75上の電気接点83や導電ブラシ79を介して電気モータ51に供給され、ロータ59が正逆いずれかの方向に回転する。すると、ロータ59と一体のフォーカス回転レバー3によりレンズ群保持環1が回転駆動され、マニュアルフォーカシング時と同様に、レンズ群保持環1が固定筒5に対して前後に螺進する。ところが、レンズ群保持環1は、第2レンズ群39の重量が比較的大きいこともあって、慣性で回動し、カム溝9のリードに沿って正規の位置から前方または後方に光軸Lに沿ってオーバランする。このオーバランが合焦範囲F内で生じた場合、合焦制御装置は、ロータリエンコーダ73によりレンズ群保持環1のオーバランを検出した後、電気モータ51を逆転させてこれを正規の位置に復帰させる。
【0017】
さて、レンズ群保持環1は、最前進位置近傍あるいは最後退位置近傍に駆動される場合、一時的に合焦範囲Fから逸脱することがある。例えば、レンズ群保持環1は、最後退位置に駆動される場合、図3,図4に示したように、回転入力が無くなった後にも慣性で回動し、合焦範囲Fから更に回動する。これにより、ガイドピン7は、フォーカスカム部41(合焦範囲F)からオーバランカム部45(後方のマージンM’)に進入するかたちとなる。ところが、本実施形態では、オーバランカム部45のリードが0に設定されているため、レンズ群保持環1(すなわち、第2レンズ群39)の合焦領域からのオーバランが全く生じない。尚、本実施形態では、レンズ群保持環1の破損等を防止するべく、フォーカス回転レバー3が円弧溝13の溝端に当接した時点においても、ガイドピン7がオーバランカム部45の係止端に当接しない。
【0018】
一方、本実施形態では、合焦制御装置は、レンズ群保持環1を最前進位置あるいは最後退位置に移動させる場合、レンズ群保持環1が合焦範囲Fから逸脱すると、電力消費を節減するべく、電動モータ51への給電を直ちに停止する。これにより、レンズ群保持環1は慣性により停止した位置に止まることになるが、ガイドピン7がオーバランカム部43,45内にある状態では、レンズ群保持環1は最前進位置あるいは最後退位置に存在することになるため、何ら支障は生じない。
【0019】
以上述べたように、本実施形態のオートフォーカスレンズ鏡筒では、レンズ群保持環1は、慣性により正規の位置から余分に回動した場合にも、合焦領域から光軸Lに沿ってオーバランしなくなった。そのため、例えば、第2レンズ群39と第3レンズ群33との最小間隙(図3中にtで示す)をごく少なくしたり、レンズ群保持環1の全長等も短くすることができ、レンズ鏡筒の全長短縮や重量軽減を始め、製作コストの低減等も実現できた。
【0020】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、オーバランカム部43,45のリードを0としたが、フォーカスカム部41のリードに対してオーバランカム部43,45のリードを小さくしてもよく、その場合にも、レンズ群保持環1の合焦領域外での光軸Lに沿った移動量が小さくなるため、本発明の目的はある程度達成できる。また、上記実施形態は、本発明を電動モータが内蔵された4群形式のレンズ鏡筒に適用したものであるが、他の形式のレンズ鏡筒に適用してもよい。更に、フォーカス機構の具体的構成等についても、上記実施形態での例示に限られるものではなく、設計上の都合等により適宜変更可能である。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、マウントに対して固定される固定筒と、合焦光学系を保持する合焦光学系保持部材と、回転駆動装置からの回転入力に応じて前記固定筒に対し前記合焦光学系保持部材を光軸に沿って移動させるカムとを備えたオートフォーカスレンズ鏡筒であって、前記回転駆動装置からの回転入力に応じて前記合焦光学系保持部材を前記光軸周りに回転する回転レバーと、前記固定筒に対して設けられるとともに、前記回転レバーの回動範囲を規制する溝部とを有し、前記カムは、前記合焦光学系保持部材を合焦領域で駆動するフォーカスカム部と、該フォーカスカム部に連続して形成されたオーバランカム部とからなり、前記オーバランカム部は、前記回転駆動装置からの同一量の回転入力に対して、前記オーバランカム部による前記合焦光学系保持部材の被駆動量が前記フォーカスカム部による前記合焦光学系保持部材の被駆動量より小さく形成されるとともに、前記回転レバーが前記溝部によって規制された場合に、前記合焦光学系保持部材が前記オーバランカム部の係止端に当接することなく停止するよう形成されているものとしたため、回転慣性によって余分に回動してもレンズ群保持環が合焦領域からオーバランし難くなり、フォーカシング速度の低下やレンズ群保持環の慣性質量の低減を図ることなく、レンズ鏡筒の小型軽量化やコストダウン等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す半裁縦断面図である。
【図2】同実施形態における固定筒およびレンズ群保持環の展開図である。
【図3】同実施形態の作用を説明する半裁縦断面図である。
【図4】図3に対応する固定筒およびレンズ群保持環の展開図である。
【図5】従来装置における固定筒およびレンズ群保持環の展開図である。
【図6】従来装置の作用を説明する固定筒およびレンズ群保持環の展開図である。
【符号の説明】
1‥‥レンズ群保持環
3‥‥フォーカス回転レバー
5‥‥固定筒
7‥‥ガイドピン
9‥‥カム溝
39‥‥第2レンズ群(合焦光学系)
41‥‥フォーカスカム部
43,45‥‥オーバランカム部
51‥‥電動モータ
F‥‥合焦範囲
L‥‥光軸
M,M’‥‥マージン
Claims (2)
- マウントに対して固定される固定筒と、合焦光学系を保持する合焦光学系保持部材と、回転駆動装置からの回転入力に応じて前記固定筒に対し前記合焦光学系保持部材を光軸に沿って移動させるカムとを備えたオートフォーカスレンズ鏡筒であって、
前記回転駆動装置からの回転入力に応じて前記合焦光学系保持部材を前記光軸周りに回転する回転レバーと、
前記固定筒に対して設けられるとともに、前記回転レバーの回動範囲を規制する溝部とを有し、
前記カムは、前記合焦光学系保持部材を合焦領域で駆動するフォーカスカム部と、該フォーカスカム部に連続して形成されたオーバランカム部とからなり、
前記オーバランカム部は、前記回転駆動装置からの同一量の回転入力に対して、前記オーバランカム部による前記合焦光学系保持部材の被駆動量が前記フォーカスカム部による前記合焦光学系保持部材の被駆動量より小さく形成されるとともに、前記回転レバーが前記溝部によって規制された場合に、前記合焦光学系保持部材が前記オーバランカム部の係止端に当接することなく停止するよう形成されていることを特徴とするオートフォーカスレンズ鏡筒。 - 前記回転駆動装置は、給電されることにより前記回転レバーを回転し、該回転レバーの回転により前記合焦光学系保持部材が前記合焦領域から逸脱すると前記給電が停止されることを特徴とする、請求項1記載のオートフォーカスレンズ鏡筒。
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JPH11248993A JPH11248993A (ja) | 1999-09-17 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP06606098A Expired - Lifetime JP3975544B2 (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | オートフォーカスレンズ鏡筒 |
Country Status (1)
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JP5831158B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2015-12-09 | リコーイメージング株式会社 | 汎用交換レンズ |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP06606098A patent/JP3975544B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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